Arctic News - odbudowa czapy polarnej w Arktyce

Arktyka przeżywa swoisty renesans. Tak można określić sytuację, która rozpoczęła się w połowie zeszłego miesiąca. Znad wyziębionych lądów zaczęło napływać nad Ocean Arktyczny mroźne powietrze. Wir polarny umocnił się i teraz nad Ocean Arktyczny nie napływa ciepło tak jak rok czy dwa lata temu, dzięki czemu  temperatury systematycznie spadają. Czy w takim razie o arktycznym piekle można zapomnieć? Nie, to tylko fluktuacja w trendzie, która pewnie potrwa jakiś czas, a potem się zakończy. Ciepło z Arktyki nie zniknęło z tego świata. Z powodu wysokich koncentracji CO₂ w atmosferze, ciepło to zostało.  To tylko chwilowa zmiana, która owszem pomoże, ale tylko na jakiś czas.

Zobacz mapę koncentracji arktycznego lodu morskiego w kolorowej wersji. 

Zasięg i koncentracja arktycznego lodu morskiego. AMSR2, University of Bremen

Poza tym, stan lodu morskiego poprawił się póki co jedynie względem ostatnich lat. Na tle czasów chociażby z lat 2000-2006 wciąż wypada gorzej. A obecna dobra passa w takim świecie, jaki jest teraz, trwać wiecznie nie będzie. Powyższa mapa pokazuje, że Ocean Arktyczny nie zamarzł całkowicie. Dawniej lód przylegał m.in. do Svalbardu, z kolei Morze Czukockie w większości wciąż pozostaje wolne od lodu. Animacja obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje zmiany zasięgu i koncentracji lodu morskiego w dniach 31 października - 14 listopada 2018 roku. 

  Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2018 roku i wyszczególnienie względem wybranych lat, oraz średniej 1981-2010. Wykres pokazuje zapis dziennych odczytów w 5-dniowej średniej. NSIDC

Liczby z pewnością mogą robić wrażenie na wciąż jeszcze aktywnych denialistach. Zasięg arktycznego lodu morskiego 14 listopada według NSIDC wyniósł 9,5 mln km², to 1,1 mln km² mniej niż wynosi średnia 1981-2010. Pokrywa lodowa jest więc o 10,3% mniejsza, nastąpiła tym samym znacząca poprawa sytuacji. Mimo to jest to wciąż duża różnica. Mapa NSIDC obok ilustruje aktualne różnice w zlodzeniu wód Arktyce względem średniej 1981-2010. Mimo poprawy sytuacji, jak pokazuje mapa obok, granica lodu, chociażby koło Svalbardu znajduje się wyraźnie dalej na północ niż 20-25 lat temu. Rekordzistą jest rok 2016, pokrywa lodowa była wtedy o 0,9 mln km² mniejsza niż obecnie.

Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2018 roku względem lat 2006-2017 i średnich dekadowych. JAXA

Dane JAXA pokazują, że zakres zlodzenia wygląda całkiem nieźle, ale na tle 2016 roku. Poza tym tempo zamarzania w listopadzie wyhamowało. Granica lodu dotarła w pobliże wciąż ciepłych wód. Zamarzło to, co mogło szybko zamarznąć. W ciągu najbliższych dni należy spodziewać się szybkiego zamarzania jedynie w Zatoce Hudsona. Jak pokazuje mapa obok, dawniej zamarznięte było Morze Czukockie, lód wkraczał do Cieśniny Beringa. Mapa JAXA przedstawia zasięg lodu w zestawieniu ze średnia lat 80. XX wieku.

Powierzchnia lodu morskiego w 2018 roku względem wybranych lat. Dane NSIDC, wykres Nico Sun

Zamarzanie zachodzi od kilku tygodni dość solidnie, co ilustruje powyższy wykres. Powierzchnia lodu wynosi 8,2 mln km² i jest o ponad milion kilometrów kwadratowych większa niż w 2016 roku. Pamiętajmy jednak, że wtedy w Arktyce odbywały się iście dantejskie sceny - napływ ciepłych mas powietrza przy jednocześnie dużym zachmurzeniu. Mapa obok pokazuje odchylenia powierzchni lodu od średniej 2007-2016.

Zmiany powierzchni lodu morskiego na poszczególnych akwenach. Wipneus, dane AMSR2, University of Hamburg

Dynamiczne zmiany w ciągu ostatnich dwóch tygodni zaszły na większości obszarów arktycznych wód. Są jednak miejsca, gdzie pokrywa lodowa zajmuje znacznie mniejszy obszar niż kiedyś, bo zamarzanie ze względu na temperaturę wód ruszyło później niż zwykle. Tak jest przede wszystkim na Morzu Czukockim. Na Morzu Barentsa sytuacja wygląda bardzo źle, tak samo w Basenie Arktycznym (od strony Atlantyku), gdzie jak pokazuje wykres, obszar ten powinien już być pokryty lodem w całości, a nie jest.

Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 na półkuli północnej w dniach 1-13 listopada w latach 2007-2018. NOAA/ESRL

Pierwsza połowa listopada tego roku była chłodniejsza niż 2016 i 2017 roku, ponieważ wzrost odchyleń temperaturowych był związany niemal wyłącznie przy działaniu zamarzania. Dodatkowo spora część ciepła najprawdopodobniej uwięziona została pod powierzchnią wody. Wychłodziła się tylko wierzchnia warstwa wody, pod wpływem zimna i wiatru. Wyraźnie cieplejszy jest także rok 2012 jeśli chodzi o okres 1-13 listopada, a nawet 2014 rok, kiedy zamarzanie drugi rok z rzędu było powolne. Jednak w tym ostatnim przypadku na wzrost odchyleń powyżej 5^oC był związany z silną adwekcją ciepła znad Alaski.

  Zmiany średnich temperatur wokół bieguna północnego (80-90^oN) w 2018 roku względem  średniej 1958-2002. DMI

Temperatury w Arktyce szybko spadają, ale mimo tego faktu średnia wartość wciąż jest wyższa niż wynikałoby to z normy wieloletniej. Na biegunie północnym jest teraz około -26^oC, ale na Morzu Czukockim, które jeszcze nie zamarzło temperatury przekraczają zero stopni.

 Odchylenia temperatur od średniej 1958-2002 powierzchni arktycznych wód dla 14 listopada w latach 2014-2017. DMI

Temperatury wód są w ostatnich latach wysokie, nie inaczej jest także w tym roku. Taka sytuacja oczywiście sprzyja spowalnianiu zamarzania Oceanu Arktycznego, ale nie zawsze.

 Odchylenia temperatur od średniej 1958-2002  powierzchni arktycznych wód 14 listopada 2018 roku. DMI

Kiedy nad obszar morza napłynie odpowiednio zimne powietrze, a potem proces ten postępuje, to powierzchnia wody szybko się wychładza. Dodajmy do tego fakt wysokich szerokości geograficznych na których zaczynał się pak lodowy, oraz czas zwlekania z zamarzaniem. W końcu pojawił się impuls w postaci zmiany w cyrkulacji atmosferycznej. Ocean Arktyczny zaczął szybko zamarzać, szczególnie że zachmurzenie było wtedy niewielkie. Jak pokazuje mapa DMI, woda wciąż jest cieplejsza niż być powinna, ale szybko może też ciepło to oddać. Poza tym wiatr przyspiesza utratę ciepła i roznosi lód na większe odległości. Potem tworzy się już pak lodowy. 

Grubość lodu morskiego w latach 2010-2018 dla 11 listopada. Naval Research Laboratory, Global HYCOM

Taka sytuacja pozytywnie wpłynie na stan pokrywy lodowej, szczególnie na jej grubość, co potem przełoży się na dobry wynik ilości lodu. Patrząc na zestawienie map grubości lodu, to droga jest jeszcze daleka. Owszem, ilość lodu wygląda lepiej niż np. 2012 roku, ale przede wszystkim większa jest teraz jego powierzchnia, szczególnie względem 2016 roku, co wpłynie na dane przedstawione w następnym raporcie PIOMAS. Niemniej, to co jest teraz nie wygląda dobrze. Jest zbyt wcześnie, animacja obok pokazuje, że w dniach 30 października - 11 listopada niewiele się zmieniło, poza tym, że lód pokrył Morze Łaptiewów. Różnice są naprawdę niewielkie. 

Mozaika zdjęć satelitarnych Morza Barentsa i części Basenu Arktycznego z 13-15 listopada 2018 roku wykonanych w podczerwieni. Sea Ice Denmark/Sentinel 1AB

Podsumowując, sytuacja jaka zaszła w Arktyce wydaje się być w porządku. Dawno tak nie było, ale żeby mówić o poprawie realnego stanu czapy polarnej, to chłodne warunki musiałby trwać parę lat z rzędu. A takie coś jest nierealne.

Zobacz także:

• Arctic News - szybkie zamarzanie o zgubnej nadziei, środa, 31 października 2018 Druga połowa października w Arktyce różni się znacząco od pierwszej. Sezon zamarzania był bardzo słaby, co stało się już wizytówką obecnego klimatu Arktyki. 
• Arctic News - kolejne słabe zamarzanie Oceanu Arktycznego, niedziela, 30 września 2018 
• Arctic News - sezon zamarzania daleki od ideału, czwartek, 30 listopada 2017 

Silny wir polarny - Czy czapa polarna odzyska moc?

Na chwilę obecną można stwierdzić, że sytuacja w Arktyce wraca do normy. Jednocześnie do ideału jest daleko, bo pokrywa lodowa na Oceanie Arktycznym jest znacząco mniejsza niż 20 czy 30 lat temu. Obecnie zaistniała sytuacja pogodowa oczywiście pomoże, ale odwrócenie trendu nie jest możliwe. Widoczne będą jedynie krótkoterminowe zmiany. Mapa obok pokazuje aktualny zasięg lodu morskiego.

  Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2018 roku względem wybranych lat, oraz średniej 1981-2010. Wykres pokazuje zapis dziennych odczytów w 5-dniowej średniej. NSIDC

Spadek temperatur w Arktyce jest związany ze zmianami cyrkulacji atmosferycznej które zaczęły zachodzić już pod koniec pierwszej połowy października. Dzięki czemu w ciągu ostatnich tygodni Ocean Arktyczny dość szybko zamarzał. 9 listopada według danych NSIDC zasięg lodu liczył 9,02 mln km², nieznacznie więcej niż w 2017, ale mniej niż w 2015 roku. 

 Powierzchnia lodu morskiego w 2018 roku względem wybranych lat. Dane NSIDC, wykres Nico Sun

Od prawie miesiąca zamarzanie Oceanu Arktycznego przebiega gładko. Niedawna fala ciepła znad Pacyfiku zakłóciła ten proces powodując cofnięcie się lodu na Morzu Czukockim i Basenie Arktycznym. Jak pokazuje wykres, powierzchnia lodu jest zdecydowanie większa od tej z 2016, ale względem 2012 różnice są bardzo małe.  

Ogólnie rzecz biorąc warunki dla zamarzania Oceanu Arktycznego w pierwszym tygodniu listopada były dobre.

Wysokość tzw. geopotencjału na półkuli północnej, która odzwierciedla m.in. rozmiary i układ wiru polarnego nad Arktyką. Mapy przedstawiają okres 1-7 listopada 2016 i 2018 roku. NOAA/ESRL

Sytuację tę odzwierciedla wygląd stratosferycznego wiru polarnego. W tym roku sytuacja jest zgoła inna niż w 2016 roku, kiedy jesienią odbywały się w Arktyce dantejskie sceny. W 2016 roku wir polarny był rozczłonowany, co pokazuje mapka z lewej. W tym roku wir jest skoncentrowany w jednym miejscu. Wokół Arktyki zaś ciepło się kotłuje i nie dociera nad biegun północny jak wtedy.

Prędkość wiatru na wysokości 200 hPa (około 12 km) na półkuli północnej reprezentująca układ prądu strumieniowego, jak wygląd i tym samym stan w okresie 1-7 listopada dla 2016 i 2018 roku. NOAA/ESRL

Prąd strumieniowy także prezentuje się inaczej niż w 2016 roku, jest silniejszy, a ciepłe powietrze nie ma takich dojść do Arktyki jak wtedy. Na mapce reprezentującej rok 2016 widać, że po stronie atlantyckiej jet-stream kompletnie wysiadł, był słaby, więc ciepło mogło wędrować na północ napędzane przez potężne atlantyckie cyklony. Teraz tak nie jest.

Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 na wy na półkuli północnej w dniach 1-7 listopada dla 2016 i 2018 roku.  Wartość anomalii na poziomie ciśnienia 925 hPa (750 m.n.p.m). NOAA/ESRL

Te dwa pierwsze zestawy map ilustrują jak prezentowała się sytuacja temperaturowa, którą pokazuje ten powyższy zestaw map z reanalizy NOAA. W 2016 roku, kiedy wir polarny był rozbity, a prąd strumieniowy osłabiony w Arktyce było bardzo ciepło. Teraz tak nie jest. W Arktyce jest zdecydowanie chłodniej, bo ciepło nie ma za bardzo jak dotrzeć nad biegun północny.

Nie znaczy to jednak, że w Arktyce jest zimno, co ilustruje prawa mapa pokazująca pierwszy tydzień listopada tego roku. Anomalie prądu strumieniowego nie zniknęły całkowicie.

Prognozowane warunki pogodowe w Arktyce dla 11 i 14 listopada 2018 roku. Jak widać, wir polarny będzie w dobrej kondycji nad Arktyką, ale meandry prądu strumieniowego też będą miały miejsce. Do Arktyki też będzie ukradkiem docierać trochę ciepłych mas powietrza. Tropical Tidbits

Jak długo taka sytuacja może potrwać? Przynajmniej kilka następnych dni. Być może wiele kolejnych tygodni, co byłoby korzystne dla czapy polarnej. Ale czy na pewno? Morze Czukockie być może w tym miesiącu zamarznie, jeśli wir polarny się umocni tak by objąć cały region. Długoterminowe prognozy pokazują, że raczej tak nie będzie, i zamarzanie zacznie napotykać problemy. Granica lodu dotrze do wód, które są zbyt ciepłe, by dalej mogła postępować jego ekspansja.

 Mozaika zdjęć satelitarnych pokrywy lodowej Morza Wschodniosyberyjskiego z 8-10 listopada 2018 roku wykonanych w podczerwieni. Sea Ice Denmark/Sentinel 1AB

Reasumując. Sytuacja wydaje się być dobra, ale to tylko pozory. To jak jest naprawdę, pokażą kolejne dni. Prognozy na najbliższe 4-6 dni nie pokazują do końca idealnego, błogiego spokoju w Arktyce, mimo do pewnego stopnia unormowanej sytuacji. Zwłaszcza że tempo zamarzania było tak szybkie, że ciepło zostało uwięzione pod lodem, a jego objętość, jak pokazuje ostatni raport PIOMAS, nie powala.

Zobacz także:

• Powrót do normalności w Arktyce - coś kosztem czegoś, poniedziałek, 5 listopada 2018 Sytuacja w Arktyce ulega poprawie. Tempo zamarzania jest szybkie, bo w ostatnich kilkunastu dniach doszło do zmiany cyrkulacji mas powietrza. Mroźne masy powietrza znad wyziębionych lądów Dalekiej Północy napłynęły nad Ocean Arktyczny. Jednocześnie nie istniał wzorzec pogodowy w wyniku którego dostawały się znad Oceanu Atlantyckiego duże ilości ciepła.
• Szybkie zamarzanie Oceanu Arktycznego, niedziela, 28 października 2018 

 

PIOMAS (październik 2018) - zepsucie po zimnym lecie

Wysokie temperatury, jakie miały miejsce w drugiej połowie września i przez cały październik przyczyniły się do ponownego pogorszenia stanu lodu morskiego Arktyki. Szybkie zamarzanie w drugiej połowie października poprawiło sytuację, ale ostatecznie, jak przedstawiają to poniższe dane, nastąpiło zepsucie tego, co było budowane latem tego roku. Możliwe jest, że objętość lodu wzrośnie w stosunku do ostatnich lat w tym miesiącu, ale wszystko będzie zależeć od dalszego rozwoju sytuacji. 

 Objętość lodu w Arktyce w 2018 roku względem wartości z ostatnich lat i średniej 1979-2017. PIOMAS

Sytuacja zaczęła się pogarszać w drugiej połowie września, kiedy napływ ciepła przystopował zamarzanie. Choć w drugiej połowie października warunki atmosferyczne uległy zmianie, to objętość lodu nie wygląda dobrze. 31 października wartość ta wyniosła 7232 km³. To czwarta najmniejsza w historii pomiarów ilość lodu zanotowana dla tego dnia, a także w przypadku średniej dla całego miesiąca. 

Objętość lodu w Arktyce w 2018 roku względem wartości z okresu 1979-2017. PIOMAS/Zack Labe

I tu warto teraz zwrócić uwagę na liczby. Na koniec września objętość lodu była o 1150 km³ większa niż w rekordowym 2012 roku, a jeszcze dwa tygodnie wcześniej, w trakcie wrześniowego minimum różnica ta wynosiła 1330 km³. Wysokie temperatury spowodowały, że w październiku tegoroczna ilość lodu morskiego skurczyła się względem 2012 do 721 km³. Późniejsza zmiana warunków pogodowych poprawiła sytuację, ale ostatecznie 31 października objętość lodu była jedynie o 815 km³ większa niż w 2012 roku. Zestawienie obok przedstawia zmiany różnic ilości lodu względem lat poprzednich.

Grubość lodu morskiego Arktyki w październiku 2018 i anomalie grubości w stosunku do średniej 1981-2010. PIOMAS/Zack Labe

Niemal cały obszar czapy polarnej charakteryzuje się mniejszą grubością, a tym samym ilością lodu. Tylko na wschodnich krańcach Morza Beauforta dzięki słabemu letniemu topnieniu stan lodu jest nad wyraz dobry. 

Anomalie grubości lodu dla października w stosunku do średniej 2011-2017. PIOMAS

Nawet w stosunku do okresu odniesienia niedawnych lat, stan lodu nie wygląda dobrze. W stosunku do ostatnich lat poprawiła sytuacja na Morzu Beauforta, bo w tym roku lód wycofywał się bardzo powoli, a Przejście Północno-Zachodnie pozostało zamknięte. 

Grubość arktycznego lodu morskiego w 2018 roku w stosunku do okresu 2005-2017 i średnich wartości z lat 80. i 90. XX wieku. PIOMAS

Mimo słabego sezonu roztopów latem, grubość pokrywy lodowej pozostaje jedną z najmniejszych w historii pomiarów. Grubość lodu w październiku obniżała się i ostatecznie wyniosła 99 cm, to tylko 8 cm więcej niż w 2012 roku. W latach 80. XX wieku średnia grubość czapy polarnej była blisko dwukrotnie większa niż dziś.

Trend spadkowy i odchylenia spadku/wzrostu ilości arktycznego lodu morskiego.

Zaistniałe w czerwcu, a potem w lipcu warunki pogodowe nie pomogły. Zatrzymały jedynie nieco proces spadku. Objętość lodu morskiego względem średniej 1979-2017 o około 6000 km³ mniejsza. Średnia objętość lodu w październiku 2018 roku wyniosła 5800 km³.

Spadek ilości lodu w Arktyce dla października w latach 1979-2018 i ekstrapolacja trendu. Dane PIOMAS

Czapa polarna w październiku tego roku była o 71% mniejsza niż w 1979 roku, i o 58% mniejsza niż wynosi średnia 1979-2018. Obecny trend pokazuje, że czapa polarna zniknie za około 10 lat, a już na początku lat 30. tego wieku także w październiku należy spodziewać, że Ocean Arktyczny będzie wolny od lodu. 

Na razie lód jest i nie wydaje się by miał zniknąć, a to ze względu na słaby tegoroczny sezon topnienia. Od 2012 roku z kolei minęło już trochę czasu. Lecz to może się bardzo szybko zmienić. 

Zobacz także:

• PIOMAS (wrzesień 2018) - słabe topnienie i możliwe słabe zamarzanie, sobota, 6 października 2018 Chłodne lato sprawiło, że topnienie czapy polarnej nie przebiegało w szybkim tempie. Mimo to, objętość lodu morskiego Arktyki choć spadła do 5000 km³, to wciąż pozostaje jedną z najmniejszych.
• PIOMAS - (październik 2017) - pierwsze w tym roku zwycięstwo, niedziela, 5 listopada 2017